발신지 포트(16비트), 목적지 포트(16비트): 전송 계층 포트 번호이다.

시퀀스 번호(32비트): 단조 증가하는 식별 번호이다. 개념상 TCP로 보내는 각 바이트마다 시퀀스 번호가 식별자로 부여된다. 발신자와 수신자는 데이터 전송 중도에 답신을 위한 표식으로 이 번호를 사용한다. 대개 세그먼트의 시퀀스 번호는 세그먼트에 포함된 데이터 첫 바이트의 시퀀스 번호이다. 처음 연결을 맺을 때는 예외적으로 다른 번호가 부여되는데, 이는 2.6.2.2 3-웨이 핸드셰이킹 절에서 알아보자.

ACK 번호(32비트): 발신자가 응답받기를 기다리는 다음 시퀀스 번호이다. TCP는 데이터를 모두 순서를 지켜 전송하므로 호스트가 매번 기다리는 시퀀스 번호는 그전에 받은 번호에 항상 1을 더한 값이 된다. 수신자가 ACK 번호를 보내면 그 ACK 번호에 해당하는 시퀀스뿐만 아니라 그 아래 모든 시퀀스를 받았다는 뜻이므로 주의하자.

데이터 오프셋(4비트): 헤더의 길이를 32비트 워드로 지정한다. TCP 헤더와 데이터 사이에 옵션 헤더를 최대 44바이트까지 집어넣을 수 있다. 데이터 오프셋은 옵션 헤더가 끝나고 데이터가 시작되는 지점을 가리키며, 헤더 시작을 기준으로 20~64 사이의 값이 된다.

제어 비트(9비트): 헤더의 메타 정보 플래그를 포함한다. 뒤에 자세히 다루겠다.

수신 윈도(16비트): 발신자가 데이터 전송에 사용하는 버퍼 용량이 얼마나 남아있는지 알려주는 역할이다. 나중에 다루겠지만, 흐름 제어에 사용된다.

긴급 포인터(16비트): 세그먼트 데이터 시작 위치를 기준으로 긴급 데이터의 위치를 나타낸다. 제어 비트에 URG 플래그가 설정된 경우에만 유용하다.